宇宙是“人(rén)为制造(zào)”的？为(wèi)何会存在科学(xué)无法解(jiě)释(shì)的“暗物质”？暗物(wù)质又究竟是什么？人类为了寻找暗物质(zhì)存在的证据，科(kē)学家们在过去(qù)的几(jǐ)十(shí)年当中进(jìn)行了超过(guò)50次的(de)长期实验，但是却(què)没有发(fā)现任何的有效证(zhèng)据。除了一个地(dì)方，在1687年出(chū)版(bǎn)的自然哲学数学原理一书中，埃萨克牛顿(dùn)发(fā)表了万有引力(lì)定律，它揭(jiē)示了(le)宇宙中天(tiān)体(tǐ)运(yùn)动的(de)规律。往(wǎng)后的(de)几百年来，当(dāng)天(tiān)文学家们(men)发现某些天(tiān)体运(yùn)行轨(guǐ)道出现(xiàn)异常，不符合万有引力定律的时(shí)候(hòu)，他们就会知道，周围一定有(yǒu)未(wèi)知的天体通(tōng)过引(yǐn)力在摄动它(tā)的轨道。比如在1846年，奥本勒维耶就通过天王星运行轨(guǐ)道的(de)异常，推算(suàn)并且(qiě)发现了(le)海王星(xīng)的存在(zài)。另外，哈(hā)雷彗星、冥王星的发现都是(shì)应用万有引力定律所取得重大天文成就的例子。但是这些(xiē)发(fā)现都(dōu)是在恒星系统的尺(chǐ)度当中，可当我们上升到星系或(huò)者是星(xīng)团的尺(chǐ)度，事(shì)情(qíng)就开始(shǐ)变得诡异了。

1933年，瑞士(shì)的物理学家弗里茨兹威基正在研究和测量(liàng)后(hòu)发星系团的质量。这是一个由数千(qiān)个(gè)星(xīng)系(xì)所组成的巨大星(xīng)系团，这些星系被引力束缚(fù)在一起。测量星系团(tuán)的质量一般会使用到两种方法，当两种方法(fǎ)结果一致，就(jiù)可以(yǐ)确定其(qí)质量的范围。

第一种是获得(dé)其"光度学的质量"，需要(yào)的数据是测量各个星系的光度。

第二种是(shì)动力学质量的计算，是利用光谱(pǔ)红移测量星系团中的各个星(xīng)系相对于(yú)星系团的运(yùn)动(dòng)速度。当测(cè)量结果(guǒ)出来之后，兹(zī)威基(jī)彻底(dǐ)懵了(le)，“动力学(xué)质(zhì)量(liàng)”竟然是“光度(dù)学质(zhì)量(liàng)”的400倍。这(zhè)意味着，后发(fā)座星系团有99%的质量消(xiāo)失了(le)，或者说这99%的质(zhì)量并不以可见光(guāng)的形式所存在(zài)，我们(men)无法(fǎ)看到。最诡异的是，在测量速度的(de)过(guò)程中，兹威基发现星系团中很(hěn)多(duō)星系的速(sù)度比理论上要快得多，按照牛顿的运动(dòng)学定律，仅靠这些可见星(xīng)系的质量所产(chǎn)生的引力(lì)是无法将它(tā)们束缚在星系团内的，它(tā)们早就应该(gāi)被(bèi)抛(pāo)出星系团之外了，除非有一种(zhǒng)神秘的力量在起作用，这种力量来(lái)源于某种隐(yǐn)形的物质。

据(jù)此，兹维(wéi)基提出了这(zhè)样部分不可见(jiàn)的暗质，它不发散光、吸光(guāng)、反射光，但是它们却占据着宇宙中(zhōng)绝大部分的(de)质量。只是当时的人们对这样的一(yī)种说法不屑一顾。

直到40年之后，“暗物质”这个词才再一(yī)次出现。天(tiān)文学(xué)家维拉鲁(lǔ)宾和(hé)肯特福特在观(guān)测(cè)仙(xiān)女座(zuò)星系中的恒(héng)星运动。理论(lùn)上来(lái)说，距离(lí)中心(xīn)越远的恒星(xīng)在其轨道上(shàng)的运(yùn)行速度就会越慢。但是(shì)他们观测的结果却让人感(gǎn)到不(bù)可思议。

随着(zhe)与(yǔ)中心距离的(de)增加(jiā)，恒星的旋转速度几乎(hū)保持不变(biàn)。可(kě)是根据牛顿的万有(yǒu)引力定律，在(zài)星系当中如果没有足(zú)够(gòu)大的质(zhì)量来吸引它(tā)们，这些外(wài)围的恒星早就被甩到宇宙当中了。基于(yú)这种(zhǒng)现象，科学家们会使用一种相对标(biāo)准的方法来解释暗物质(zhì)的存在，这种方法就(jiù)是测量星系当中气(qì)体在X轴上距(jù)离(lí)星系中心的(de)距离，以及在Y轴上(shàng)气体的旋转速度。如(rú)果出现异(yì)常的结果，就认为是(shì)由暗物(wù)质的力量进(jìn)入其中(zhōng)。

于(yú)是科学家们通过射电(diàn)望远镜测量了距(jù)离(lí)星(xīng)系(xì)中心更远距离的(de)氢元素，发现它们的旋转速度并不(bù)符合牛顿的力学定律。我们的太阳系也不例外，太阳(yáng)系位于银河系的第三(sān)悬(xuán)臂之上，距离银(yín)河系中心(xīn)2.6万(wàn)光年，根据万有引力定律进行计(jì)算，太阳(yáng)系的(de)运行(xíng)速度(dù)应该(gāi)是(shì)160千米/秒，但实际上，太(tài)阳系(xì)正在以220千米(mǐ)/秒(miǎo)的速度(dù)围绕银河系(xì)旋转，这个实际速(sù)度远远大于理论速度，那么产生以上这种向(xiàng)心加速度的原因很可能就是存在着一种我(wǒ)们(men)看不到的物质，是这(zhè)些暗物质的引力效应将星系(xì)聚集在了一起(qǐ)。

也是从(cóng)这时(shí)开始，越来越多(duō)的研究(jiū)人员开始相信暗物(wù)质的存(cún)在。科(kē)学家根据(jù)星系(xì)外恒(héng)星轨(guǐ)道的速度，估算在星系当中暗(àn)物(wù)质的质量占整(zhěng)个星系质量的85%。但是(shì)，暗(àn)物质并(bìng)不是唯一(yī)可以解(jiě)释(shì)这(zhè)个现(xiàn)象(xiàng)的原(yuán)因。在一项新的研究(jiū)当中，科(kē)学家们发现，几乎没有引力效应的遥远恒星之间，也会出现速度(dù)上的微小差异。另外(wài)，天文(wén)学家还发现了一个反(fǎn)常(cháng)的星系，叫做Agc114905。这个(gè)星系距离地球大约2.5亿光年，大(dà)小和银河系不多，但是星系当中存在的恒星数量(liàng)却只有银河系(xì)的千分(fēn)之(zhī)一(yī)。

所以在(zài)理论上，该星(xīng)系必须存(cún)在(zài)暗物(wù)质，否则就会(huì)分崩离析。但是科学(xué)家们使用最先进的望远镜对其进行了40个小时的详细(xì)测量之(zhī)后，发现星系中(zhōng)的恒星运动是可以用正常的(de)物质(zhì)和力(lì)学定律(lǜ)来解释的。那么又有人提出，也许该星系的暗物质，已(yǐ)经(jīng)被附近的另一个大星系剥离(lí)了。奇怪的是(shì)，它的(de)附(fù)近没有(yǒu)任何星系存在(zài)。造成这(zhè)些现象的(de)除了暗物质的假说之外，另一种可(kě)能(néng)就是人类对引力的理解还(hái)不够(gòu)全(quán)面，引(yǐn)力很可能在不同尺度空间中的工作方式是不同(tóng)的，这意味着(zhe)在行星(xīng)系(xì)尺度中的天体会沿着它们(men)的(de)轨道，按照我们所理解的方式运动(dòng)。但(dàn)是上升到星系和星(xīng)团的尺度，引(yǐn)力(lì)之(zhī)间的(de)相互作用则是(shì)不同的方(fāng)式。对于在星系团之间(jiān)的相(xiāng)互作用，科学家还引(yǐn)入了外部场(chǎng)效应的概念(niàn)，指的是在数百万光(guāng)年的规(guī)模上，巨大的质(zhì)量之间会(huì)产生对彼(bǐ)此特(tè)殊的效果，这(zhè)个理(lǐ)论叫做MOND蒙(méng)德(dé)理论。如果MOND蒙(méng)德理论成立，这意味着我们需要对现在的物理定律进行修(xiū)正，这些发现也让很(hěn)多人认(rèn)为暗物质假说理论就(jiù)此终结。但是在宇(yǔ)宙当中还有关(guān)于暗(àn)物质存在的(de)其(qí)他的(de)理论(lùn)证据，这些理(lǐ)论证据是蒙德理论所没法解释的“引力(lì)透镜”。

径向(xiàng)距离为37亿光年(nián)的子弹星系团，由两(liǎng)个(gè)碰撞的星系团所(suǒ)组成，类似这样(yàng)的(de)星排列组合公式a和c计算方法例题，排列组合公式a和c计算方法一样吗(xīng)团，它们大部(bù)分(fēn)的普通(tōng)质量都在星系的(de)气体(tǐ)当中。当(dāng)星团以1000万公里/小时(shí)发生碰(pèng)撞的时候，星际(jì)气体的相(xiāng)互作用就(jiù)会导致温度的急剧升高，速度大幅降(jiàng)低。所(suǒ)以在理论上(shàng)，在碰(pèng)撞之后，子弹星系(xì)团大部分的质量将(jiāng)位于(yú)所有这些(xiē)气体(tǐ)所在的中间区域。那么我们通过什么(me)来验证它的质量区(qū)域到底是不(bù)是(shì)集中(zhōng)在中间呢？前不久，詹姆斯韦伯太(tài)空望远(yuǎn)镜传回了(le)宇宙当中第一张全彩(cǎi)的高清(qīng)照(zhào)片，在(zài)照片中我们可以(yǐ)明显(xiǎn)地看到很多星系似乎被拉伸产生了巨大(dà)的形变。其实这些星系本身(shēn)并不是真(zhēn)的被(bèi)扭曲了，也不是韦(wéi)伯望远镜出了什么问(wèn)题，而是(shì)这样(yàng)极遥远的天体和我们地球上的观测者之(zhī)间。被(bèi)一个质量(liàng)超级巨大的天体遮(zhē)挡(dǎng)，这个超大(dà)质量的东西的引力，会使身后(hòu)更遥远(yuǎn)星系(xì)的光都发生了(le)扭曲。这个现(xiàn)象就是引力透镜效应(yīng)。这个巨大的天体可能是(shì)超大质量的(de)黑(hēi)洞或(huò)者(zhě)是暗物质。

所以当人们对子弹星系团观测的时候，发现(xiàn)它的(de)大质(zhì)量(liàng)区域(yù)并不是在中间，而是在(zài)两(liǎng)侧。所以最好的解释方法就是当(dāng)星团发(fā)生(shēng)全部(bù)的碰(pèng)撞时，可(kě)被观测到的质量气体被(bèi)卡在了中(zhōng)间，暗物质则直接(jiē)通过了(le)这个区域，并在两边形成了引力透(tòu)镜。对子弹星系团的(de)引力(lì)透镜研究也被认为是暗物(wù)质(zhì)存在的迄今(jīn)为止(zhǐ)最好的(de)理(lǐ)论证据。

除此之外，还有来自宇宙当(dāng)中最古老的光(guāng)。从宇(yǔ)宙大爆炸开(kāi)始，38万年之后(hòu)，可见光终于可以畅通无(wú)阻地穿越在宇宙当(dāng)中了。经(jīng)过了130多亿年(nián)之后，这些光在宇宙(zhòu)空间背景上留下了(le)各相同性的(de)微波辐射(shè)。其中红色的部(bù)分表示温度(dù)较高的区域，蓝色则表示相对较(jiào)冷的(de)区(qū)域，但实际上它们之间的温差(chà)只(zhǐ)有万分之一。

科学家们通过(guò)对前景背景分离后的二值(zhí)图像进行连通域提取和标记之后发现(xiàn)，如果宇宙(zhòu)当中没有暗物质，图形看(kàn)起(qǐ)来不应该是(shì)这(zhè)样的，而随着(zhe)暗物质的增加，一些峰值的(de)幅度会减小，才变得看(kàn)起来“和谐(xié)”。为了(le)匹(pǐ)配宇宙(zhòu)微波(bō)背景辐射的测量值，我们需要的(de)暗物质大约是普通物质的(de)5倍。这个数字与解释星系当中恒星运动所需(xū)要的暗物质比例(lì)是(shì)一致(zhì)的(de)。这就意味着。

用了一个(gè)简单的理论框架，就很好地解(jiě)释了很多不同的观测结果。而暗物质的本质就(jiù)是宇宙当中(zhōng)存在着某种(zhǒng)类型的粒子，它们不参与任何其他的电磁(cí)作用，只通过引(yǐn)力(lì)来相互(hù)作用(yòng)。所以如果能够找到这种(zhǒng)粒(lì)子(zi)的存在，就相当(dāng)于找到了暗(àn)物(wù)质(zhì)存(cún)在的实际(jì)证据。这种粒(lì)子到底是什么？科(kē)学家们已经提出了数十种的假想目标，而要寻找(zhǎo)这(zhè)些(xiē)不(bù)同的目(mù)标粒子(zi)所需要的实验方式也不相同。在过去(qù)的几十年当中，人类为了寻(xún)找(zhǎo)这些看不(bù)见、摸不(bù)到，几(jǐ)乎不会与常规物质(zhì)相互作用的“暗物质”，科(kē)学家们已(yǐ)经进行(xíng)了(le)超过50次的实(shí)验，却没有任(rèn)何(hé)实质(zhì)性的发(fā)现，除了(le)一个地方，意大利的格兰(lán)萨(sà)索山，隶属于阿尔(ěr)卑斯山脉。

在(zài)山下1400米处的(de)地下矿井当(dāng)中(zhōng)，藏着地球上(shàng)最大的地学(xué)实(shí)验室，这个实验室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这里有(yǒu)一个(gè)三层楼高的探测器(qì)，一直致力于(yú)寻找暗物质粒(lì)子的周期(qī)性(xìng)震(zhèn)荡(dàng)。

自1997年以来，这里的(de)科学家(jiā)声(shēng)称观测到了某种信号。经过了20多(duō)年的数据收集，人(rén)们发现(xiàn)了一个(gè)有趣的事情。探测率(lǜ)会在(zài)每年的6月份达到峰值，然后在11月降到最低(dī)，而且(qiě)在(zài)20年当(dāng)中(zhōng)每(měi)年(nián)都是一样。一些科(kē)学家认为这可能是人类发(fā)现暗物质的第一个直接证(zhèng)据。

但是为什么暗物质(zhì)会产生(shēng)周期(qī)性的年度信号呢？刚才我(wǒ)们讲了(le)太阳系(xì)正(zhèng)在(zài)以220公里/秒的速度围绕着银河系进(jìn)行(xíng)移动，那么如果暗(àn)物质存在(zài)宇宙当(dāng)中(zhōng)，这意味着我们也在(zài)以(yǐ)这样的速度(dù)在穿越着暗物质流(liú)，这个过(guò)程中会产生相应的振荡，同时地球(qiú)又以30公里/秒的速度围(wéi)绕太(tài)阳进行旋(xuán)转。所以(yǐ)有半年的时间，地球围绕太阳的方向与(yǔ)太阳环绕银河系的方(fāng)向(xiàng)是(shì)一致的(de)，而(ér)另外(wài)半年则与之相反。

而(ér)在6月(yuè)份的时候，地(dì)球与太阳的(de)方向正好达到完(wán)全一致，这是理论上地球(qiú)穿越暗物质流最(zuì)快的时段。而在(zài)11月份，又恰好达到了最慢值。尽管在实际的情况(kuàng)中，太阳系相对银河(hé)系的平(píng)面呈(chéng)现了60度的倾斜，但(dàn)是(shì)这并不影响这个理论的有效性。

因此科学家认为这可以用来解释(shì)，研究(jiū)人员们所观测(cè)到的周期性(x排列组合公式a和c计算方法例题，排列组合公式a和c计算方法一样吗ìng)信号。当然也可能有其他的情况，造(zào)成(chéng)这种年度周期信号的差异也可(kě)能是温度、湿度、土(tǔ)壤中的水分、高山(shān)上的积雪，甚至连意大利(lì)游客的数量(liàng)也符合这(zhè)个周(zhōu)期的规(guī)律。

所以，排列组合公式a和c计算方法例题，排列组合公式a和c计算方法一样吗科学家们又在(zài)南半球建(jiàn)立了一个(gè)几乎相同(tóng)的实验(yàn)室，这里的季(jì)节与之前(qián)的实验(yàn)室正好相反，而在这(zhè)里，地(dì)球穿过暗(àn)物质流的运动(dòng)特征和(hé)第一(yī)个实验室(shì)是一样的。

因此，如果在这里可以得到相(xiāng)同的信号，就(jiù)可以成(chéng)为暗物质所存在的非常(cháng)有力的(de)证据了(le)。但是由于这(zhè)个实验室刚(gāng)刚建成不久，所以(yǐ)截至目前(qián)还无法提供(gōng)相应(yīng)的(de)数据支(zhī)持。另外，在(zài)2025年，NASA将(jiāng)会发射一台(tái)新的望远(yuǎn)镜，这台太空望远镜(jìng)叫做“南希格雷(léi)斯罗曼”，它的主镜大小跟哈勃望(wàng)远镜相同，但它的宽视场仪器提供的(de)视(shì)野(yě)是哈勃红(hóng)外仪(yí)器的100倍。南希格雷斯(sī)罗曼太空(kōng)望远镜(jìng)其中一个关键(jiàn)的用途就是探索暗物质背后的奥秘，对(duì)于探测的结(jié)果，我们只能(néng)拭目(mù)以待了。费米实验室(shì)粒(lì)子天体物理中心的(de)科(kē)学家丹琥珀(pò)和贾森斯特芬研究发(fā)现，如果(guǒ)暗物质存在，它(tā)们极有可能拥有另一(yī)种(zhǒng)神秘的效(xiào)应，这种暗物质效应(yīng)，会支持(chí)宇宙当中生命(mìng)的诞(dàn)生，或者说是生命进化的一个重要因素。

如果这一理(lǐ)论得到进一步的(de)证实，那么遍布(bù)宇宙(zhòu)当中的暗(àn)物(wù)质会不会意味着人类并不孤单呢？或许(xǔ)在(zài)宇宙当中(zhōng)某(mǒu)个角落的行星上，暗物质正在通(tōng)过(guò)这样的效(xiào)应(yīng)创造生(shēng)命。当然，这些推论的大前(qián)提是要(yào)先找(zhǎo)到(dào)暗(àn)物质存在(zài)的实际(jì)证据。那么小伙伴们，你们觉(jué)得暗物质到底(dǐ)存不存在呢？喜欢请点赞，你的支(zhī)持是我更(gèng)新的动力！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 排列组合公式a和c计算方法例题，排列组合公式a和c计算方法一样吗